基于arduino的数字居家设计.doc

2021-2022第1学期 《物联网技术与应用》 作品设计与方案 作品名称： 基于arduino的数字居家设计 学 号： 姓 名： 班 级： 填写说明 1. 所有作品必须为一个基本完整的设计。作品报告书旨在能够清晰准确地阐述（或图示）选题的意义及实现方案。 2. 设计方案采用A4纸撰写。除标题外，所有内容必需为宋体、小四号字、1.5倍行距。 3. 设计方案中各项目说明文字部分仅供参考，作品设计方案撰写完毕后，请删除所有说明文字。(本页不删除) 4. 设计方案模板里已经列的内容仅供参考，作者可以在此基础上增加内容或对文档结构进行微调。 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘要 1 第一章 作品概述 2 第二章 作品设计与实现 3 第三章 作品测试与分析 4 第四章 具体代码 5 第五章 总结 6 参考文献 7 摘要 近些年雾霾愈演愈烈，环境问题逐渐受到人们的关注。人们有将近90％的时间在室内渡过，室内环境自然成为人们关注的重点。实现一套能够对自己室内环境状况进行监控，并对一些环境参数突破警戒线时做出报警的系统已经成为不少人的迫求。 本文利用“互联网”+“硬件”设计一套室内环境监测与报警系统，对一些人们普遍关注的室内环境数据进行监测。系统主要包括数据采集端、服务端和移动客户端。数据采集端以?Arduino?UNO?R3为主控制板，搭载传感器模块，对室内温湿度、PM2.5值、烟雾浓度这些数据进行采集，再以传统互联网时代发展成熟的?Netty?框架搭建服务端，接收处理硬件端传感器的数据和客户端用户反馈的热舒适评估信息。为了让用户能够随时随地查看室内环境状况和接收服务端报警信息，本文在?Android?操作系统设计了一款?App?作为移动客户端，通过与硬件端设备?id?进行绑定，?App?就可以以形象简明的方式将硬件端采集的数据呈现给用户。为了确保数据的安全性，服务端和移动客户端采用了?HTTPS?通信方式，对网络传输数据加密。同时，为了确保警报信息能够实时推送到客户端，我们采用了极光推送在服务端和客户端建立长连接，并对客户端进程进行优化，减小客户端进程在后台被回收概率，确保用户能接受到警报信息。本系统为了实现将来能够对室内环境调控设备自动控制，我们结合?Fanger?热舒适方程和支持向量机?SVM?算法对室内热舒适度进行评估计算。 本文在系统设计时，对各部分进行了多方案分析，在满足系统功能需求的同时，做到更加高效和友好。 关键词：室内环境监测?Arduino?Andorid?互联网 第一章 作品概述 随着中国经济的快速发展，在高品质的生活下人们己不再满足于温饱，更多的将眼光放在生活质量上面来，环境便是着重点叫。人们生活品质与室内环境息息相关，因此人们对通过互联网监控技术来改善室内环境状况的需求日益迫切。住房、办公室、教室和体育活动等场所都属于室内环境范畴。据调查，人们每天呆在室内的时间大约占到日常时间的90%，人们生活质量与室内环境质量的好坏密切相关。比如，在夏天如果能够精确监测和控制室内温度和湿度，便可以打造一个舒适的办公环境和预防一些炎热带来的一些疾病。而且，随着近些年空气污染愈演愈烈，特别是PM2.5值时常爆表，长期暴露在这种环境中，可能使部分人染上各种相关疾病国，这时对室内环境状况的严格把控显得尤为重要。通过对室内环境部分重要参数如温度、湿度、可燃性烟雾气体或者PM2.5等进行监测分析，可以创造更加舒适的环境。由于这种需求存在普遍性，需要低开发成本和易于使用的传感系统来实现这一目标。而这些年物联网的快速发展，涌出了一些体积小、低成本的感知信息传感设备，本课题就利用这些传感设备开发一套室内环境监测和报警系统。 本文开发的室内环境监测和报警系统，解决了那些系统存在的不足之处。我们实现了对室内温湿度、PM2.5和可燃性烟雾气体的监测。鉴于?Andorid?手机拥有广泛的用户群体，本系统开发了一款?App?使得用户通过?Android?手机便可以随时随地查看室内环境状况，并对环境出现异常情况进行报警。同时，对?Android?系统进程的回收机制做出了优化以保证良好的优化体验。更为重要的是，本系统利用?Fanger?热舒适方程和用户舒适度反馈